沉水植物对不同营养条件和水深梯度的响应研究

摘要

沉水植物是构成湖泊生态系统的重要组成部分，具有控制藻类生长、净化水质和调解物质循环等多种功能，对生态系统稳定和健康具有至关重要的作用。但随着近年来湖泊富营养化现象的加重和湖泊极端水位的频繁出现，直接或间接造成了沉水植被的衰退。因此，明确沉水植物对不同营养条件的响应和水位对沉水植物生长、生理以及光合特征等方面的影响是进行沉水植被恢复、重建和富营养型湖泊生态修复的关键内容。本文通过设置实验分别从水体营养和水深环境两个方面模拟，探究沉水植物对水体营养和水深环境的响应特征，以期为沉水植物恢复、重建和管理提供数据基础。
　　水体营养模拟实验结果表明:(1)植物生长指标方面，苦草、狐尾藻、金鱼藻在中浓度条件(TN:1.40 mg·L-1，TP:0.072 mg·L-1)下的生物量增长幅度最大;植物茎叶指标随水体营养的变化与根长变化趋势不一致。(2)植物各器官氮、磷含量均随水体营养变化保持相似的规律，且植物氮含量为叶＞茎＞根，植物磷含量为根＞茎、叶。(3)氮磷积累方面，4种沉水植物的叶片氮元素积累的能力显著高于茎和根;低浓度(TN:0.47 mg·L-1，TP:0.021 mg·L-1)下狐尾藻的氮积累量最大，苦草磷积累量最大，两者适合低浓度下种植收割去除水体环境中的氮、磷;中浓度和高浓度(中浓度TN:1.40 mg·L-1，TP:0.072 mg·L-1;高浓度TN:2.18 mg·L-1，TP:0.090 mg·L-1)下金鱼藻的氮磷积累量均为最大（中浓度下N:6587.37 mg·m-2，P:744.63 mg·m-2;高浓度下N:6096.63 mg·m-2，P:692.36 mg·m-2），其可作为较高营养浓度下种植、刈割转移水体氮磷的理想物种。
　　水深环境模拟实验结果表明:(1)随水深梯度的增加，株高的增速均受到抑制;最大光合电子传递速率(ETRmax)减小;水体透明度显著增加;水下光合有效辐射(PAR)呈指数型衰减。(2)马来眼子菜，具有较强的株高延伸性以适应水深变化。(3)不同水深下，各水深植物叶片中SOD和POD呈现出不同的规律，随着水深的增减同步增减或者波动;Chl-a含量:微齿眼子菜＜马来眼子菜，且马来眼子菜叶片中Chl-a含量对水深的变化更敏感。(4)存活率方面，两种沉水植物对水深的耐受性表现为:微齿眼子菜＞马来眼子菜。①微齿眼子菜在3.5 m水深下65 d时死亡率才超过50％;②马来眼子菜3.5 m处快速死亡，30 d内死亡率就超过了50％，全部死亡用了45 d。(5)综合而言，在较短时间的(＜30 d)水位上升期，马来眼子菜具有良好的水深适应性和对水深胁迫的抗逆性，但是持续性深水环境（水深为3.5 m以上）会导致植株死亡;微齿眼子菜对水深变化形态塑性能力小于马来眼子菜，但综合株高持续性监测结果和存活情况可以得出两种沉水植物对水深的耐受性:微齿眼子菜＞马来眼子菜，微齿眼子菜的耐受水深为3.5 m，马来眼子菜的耐受水深为3.0m。

目录

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摘要

插图或附表清单

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 水体营养对沉水植物生长的促进作用与胁迫作用

1．2．2 水深梯度对沉水植物生长影响和植物的抗逆性

1．3 研究内容和技术路线

1．3．1 沉水植物对不同营养条件的响应

1．3．2 沉水植物对不同水深梯度的响应

1．3．3 技术路线

2 沉水植物对不同营养条件的响应研究

2．1 研究方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验设计

2．1．3 主要指标和测定方法

2．1．4 数据处理与方法

2．2 实验结果与分析

2．2．1 水体营养对沉水植物生长的影响

2．2．2 不同水体营养梯度下4种沉水植物不同器官的氮、磷含量

2．2．3 4种沉水植物各器官氮、磷含量与水体营养梯度之间的相关性

2．2．4 不同营养梯度下4种沉水植物各部位氮磷积累量及贡献率

2．3 讨论

2．3．1 沉水植物对氮、磷的积累效应

2．3．2 植物体内各器官氮含量与磷含量之间的关系

2．3．3 水体营养、植物形态和植物体氮、磷含量三者之间的关系

2．4 小结

3 沉水植物对不同水深梯度的响应研究

3．1 研究方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验设计

3．1．3 主要指标和测定方法

3．2 实验结果与分析

3．2．1 水下光合有效辐射(PAR)和水体透明度变化

3．2．2 生理指标的测定

3．2．3 植物叶片Chl-a含量

3．2．4 不同水深梯度对沉水植物快速光响应曲线的影响

3．2．5 不同水深生长环境植物存活情况结果分析

3．2．6 不同水深生长环境植物株高变化分析

3．3 讨论

3．3．1 沉水植物形态和生长指标对水深环境的适应

3．3．2 不同水深梯度下光合特征和快速光反应曲线

3．3．3 极端水位下沉水植物耐受性

3．4 小结

4 结论与展望

4．1 结论

4．2 论文创新、存在问题和展望

参考文献

致谢

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